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关注环境安全,警惕无处不在的“氟”污染

发布:赛默飞世尔科技(中国)有限公司
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据日本放送协会(NHK)报道,近日日本环境省对全国河流和地下水等的有机氟化合物浓度进行调查发现,12个都府县21处地点的有机氟化合物浓度超过水质管理暂定标准,其中大阪市地下水中,有机氟化合物浓度为1公升5500纳克,超标110倍!!!


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众所周知,氟是我们人体所需的微量元素,但是氟元素摄入过多或过少都会对人体带来不利影响。而除了氟元素,我们的生活环境中更是充斥着大量的全氟化合物(PFCs),那什么是PFCs呢,我们先来回顾一下上期的小知识:


知识小课堂:

什么是PFCs?

 PFCs是全氟类化合物的统称,是一类具有特殊化学性质的人造化合物,具有键能很强的C-F键,其极大的稳定性导致该类化合物难以在环境介质中化学降解及生物降解,并且可在生物体内放大、富集。其以表面活性、热稳定性、耐酸性以及疏水疏油性而广泛应用于生产与生活中,如纺织品涂层、染色剂、泡沫灭火器、皮革等行业。

PFCs的危害都有哪些?

全氟类化合物具有生殖毒性、诱变毒性、发育毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性,是一类具有全身多脏器毒性的环境污染物。研究表明,PFCs在生物体内的蓄积水平高于已知的有机氯农药和二恶英等持久性有机污染物的数百倍至数千倍。


可见,PFCs是一类严重危害人类健康的持久性环境污染物。


目前,针对PFCs化合物的监测,ZG、欧盟及世界各国都陆续发布了相应的检测标准。如上述报道,日本暂行标准下,要求有机氟化物在每公升水中不超过50纳克,而EPA537 更是规定了生活饮用水中PFCs的方法检出限低至0.53 ng/L - 6.5 ng/L。

• 赛默飞推出PFCs整体解决方案,提供从样品到结果全流程技术服务。测试流程如下所示:


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前处理方案


由于PFCs在水体中含量较低,多以ng/L水平存在,一般需经固相萃取分离富集后,再由液相色谱质谱联用仪进行检测分析。

然而常规的手动 SPE 方式不利于大体积水样的快速自动化处理。赛默飞生活饮用水PFCs自动前处理解决方案:采用AutoTrace280全自动在线固相萃取仪,对多达六个大体积水样同时进行处理,在线实现小柱活化、上样、淋洗、洗脱等所有步骤,节约时间和溶剂;同时操作过程全自动化,大大降低了人为引入的误差;正压方式进样,流速稳定,重现性好;高精度的进样泵和洗脱泵,增强了仪器的稳定性,同时避免交叉污染。


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采用AutoTrace280全自动在线固相萃取仪分析饮用水中PFAs (依据标准:EPA 537.1),所有化合物加标回收率在70-130%之间,RSD < 20%(n=6)


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LC-Orbi非靶向化合物筛查方案


赛默飞基于LC-QQQ/HRMS平台分别建立了环境水体中PFCs的检测方案,而早在2019年飞飞已经给大家分享了基于LC-QQQ的检测方案,本期再向大家分享基于LC-HRMS的检测方案,希望能给广大PFCs检测工作者带来有意义的参考。


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Orbitrap Exploris 质谱仪


如上图所示,LC-HRMS平台即液相色谱串联四极杆-高分辨质谱Orbitrap系统,该系统具有超高的分辨率和超高的质量精度,灵敏度优异,能够在环境复杂基质中准确地检测超痕量PFCs化合物。


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图1:12种全氟化合物提取离子流色谱图

(浓度:2.5ppt;进样量5μL;分辨率70000)


LC-Q Orbitrap技术既能够对环境中已知的PFCs(如EPA537列表中的PFCs化合物)化合物进行常规的、远超法规灵敏度要求的定量分析,也能够对环境中完全未知的其他PFCs化合物进行快速筛查及定性分析。

如图2所示,在应用Q Orbitrap技术对饮用水实际样本进行分析检测时,筛查出了不受监管的非目标全氟类化合物,通过谱库搜索比对、同位素匹配、保留时间匹配等方法ZZ确证出该化合物为PFDS及其支链异构体。


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图2.基质样品中发现痕量的非靶标PFCs化合物PFDS及其支链异构体


目前,全氟化合物几乎在所有的环境介质和生物体系中都有检出,这里面最为代表性的物质为PFOS和PFOA,而除了这些已经发现的PFCs,还有很多新型的PFCs没有被发现。利用Q Orbitrap技术结合赛默飞专业的小分子分析软件Compound Discover™(下文简称CD)以及MassFrotier™,就可以在环境基质中检测并发现更多的新型PFCs。


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图3.CompoundDiscover软件工作流程示例


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图4. Compound Discoverer软件“Fish”(结构相似性查找)功能展示


图3展示了应用Compound Discover软件进行完全未知物分析的一般工作流程,图4则展示了Compound Discover软件进行新型全氟化合物检索发现的功能。即,在该软件的“custom explanations”窗口中绘制一个预测的结构,然后应用集成的MassFrotier软件的“Fish”功能进行“Fish Coverage”检索并打分,同时结合CD软件给出的精确质量数、同位素、拟合的分子式、二级MS2等数据信息综合给出可能的鉴定结果。


基于上述方案,飞飞可以很自豪地宣布:针对环境中PFCs污染物,我们可以做到全方位的监测,让其无所遁形!

在ZH,再次呼吁大家关注环境安全,警惕“氟”污染!


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2021-07-23
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